电力试验电压的产生及不同试验回路的要求

试验电压的一般要求

试验电压一般用升压试验变压器产生,也可用串联谐振或并联谐振回路产生。试验回路的电压应足够稳定。不致受泄漏电流变化的影响。试品上非破坏性放电不应使试验电乐降低过多及维持时间过长以致明显影响试品上破坏性放电电压的测量值。

在非破坏性放电的情况下,除有关技术委员会另有规定外,只要表明试验电压值在相应放电发生后的几个周期时间内变化不超过5%,并且非破坏性放电期间瞬时电压降不超过电压峰值的20%,则认为耐压试验通过。试验回路的特性必须满足上述要求,它与试验类型(干试验、湿试验)、试验电压水平和试品性能有关。

注：非破坏性放电可能使试品接线端之间的电压产生较大波动。这种现象可能造成试品和试验变压器损坏,补救的办法通常是在高压回路内串人电阻,但电阻应足够小,使其不能影响施加到试品上的试验电压值。试品和所有外接电容的总电容量应足以确保测得的破坏性放电电压不受试品非破坏性局部放电或预放电的影响。通常，总电容量在0.5nF~1.0nF范围内就足够了。

对试验变压器回路的要求

高电压试验时,随着电压的上升,通常会在负载电流上叠加随时间变化的电流脉冲。试验布置、连接试品的引线、大气条件、试验电源的特性和其他因素会影响电流脉冲的幅值和持续时间。对被试设备来讲,产生一些脉冲属正常现象,因为试验电压远远高于运行电压,且这些设备试验时电极尺寸不够大接地屏蔽不良,从而会产生电晕。由于电流脉冲持续时间短,传统的交流测量系统无法识别电压跌落有随时间变化的泄漏电流脉冲时的交流试验系统的电压稳定性可用一频带足够宽的电压测量系统来检测。

一般来说,当出现变化的泄漏电流时,为了使电压的稳定性和电压跌落小于要求值的5%,就必须要求试验电源系统(变压器、调压器等,或发电机)的短路阻抗小于 20%。

对固体绝缘、液体绝缘或两者复合的试品在100kV以下的干试验时,电源额定电流大于100mA及系统短路阻抗小于20%,一般就足够了。对自恢复外绝缘100kV以上的绝缘试验(试品电容较小,如绝缘子、断路器和开关),试验电源的额定电流大于100mA且系统短路阻抗小于20%,对干试验且不产生流注放电的情况,通常也足够了。

对于100kV以上的绝缘试验,若出现持续流注放电,或进行湿试验,则可能要求试验系统的额定电流为1A且系统短路阻抗小于20%。当出现持续流注放电,建议使用较快响应的电压测量系统,以保证在试验持续时间内,试验电压保持在5%的容差以内。当然,也可以采取措施来降低流注放电,如增加电极直径或使用粗导线等。

任何试验电压下出现的短时电流脉冲大多是由试验回路中的存储电容器的电荷引起的,建议对100 kV以上的试验,回路电容应>1000PF。

对人工污秽试验,可能要求1A~5A额定电流,参见GB/T4585。

对串联谐振回路的要求

串联谐振回路主要由容性试品或容性负载和与之串联的电感以及中压电源组成。它还可由电容器与感性试品串联而成。改变回路参数或电源频率,回路即可调谐至谐振,同时将有一个幅值远大于电源电压,且波形接近于正弦波的电压施加在试品上。

谐振条件和试验电压的稳定性取决于电源频率和试验回路特性的稳定性,用品质因数来表征,是无功功率与有功功率之比。当试品放电时,由回路电容瞬时放电,因而电源输出电流较小,从而限制了对试品绝缘的严重损坏。当试品为容性时(如电容器、电缆或气体绝缘的试品)其外绝缘泄漏电流同流过试品的电容电流相比很小或者形成破坏性放电的能量很小时,串联谐振回路就特别有用。

串联谐振回路可以作为回路的附加电容提供较大的泄漏电流。串联谐振回路具有足够大的回路电容时对电抗器试验也很实用。对淋雨和污秽条件下的外绝缘试验,串联谐振回路可能不适用,除非能满足上述电压的一般要求。可事先在回路中加人足够的负载电容来满足湿试验要求。